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Trapez (Astronomie)

optischer Mehrfachstern im Orionnebel
Sternbild Orion mit Orionnebel und Trapezsternen
Die Anordnung der acht Komponenten von θ1 Orionis

Das Trapez (auch θ1-Orionis) ist eine Gruppe von Sternen im Zentrum des Orionnebels. Es besteht aus zahlreichen unterschiedlich hellen Komponenten. Seinen Namen verdankt es der Tatsache, dass seine vier hellsten Komponenten in etwa ein Trapez bilden (θ1 A–D). Im WDS hat er die Nummer 05353-0523, im CCDM die Nummer 05353-0524.

Die schwächeren Komponenten sind (θ1 E–H[1]), die in der Mehrzahl jeweils physische Mehrfachsterne sind. Tatsächlich ist das Trapez die hellste Komponente eines sehr dicht gepackten offenen Sternenhaufens, dem sogenannten Trapezium Cluster. Das Trapez selbst hat einen projizierten Durchmesser von ca. 10000 AU im Zentrum des ca. 1350 Lichtjahre von der Erde entfernten Orionnebels.

Zentrales Gebiet des Orionnebels mit den Trapezsternen nahe der Bildmitte

Das Trapez lässt sich mit dem blossen Auge als einzelner heller Stern (scheinbare visuelle Helligkeit V=4,65) beobachten. Um alle vier hellen Trapezsterne zu beobachten wird ein gutes Fernglas benötigt. Auch der Orionnebel selbst ist mit blossem Auge als Fleckchen (scheinbare visuelle Helligkeit V=4) beobachtbar.

Gäbe es das Trapez nicht, würden wir den Orionnebel gar nicht sehen. Die schweren Trapez-Sterne setzen viel ultraviolette Strahlung frei, welche die Wasserstoffatome des Nebels ionisieren. Die dadurch entstehenden Protonen und Elektronen können wieder zu angeregtem Wasserstoff rekombinieren. Dies geschieht häufig in einem 2-stufigen Prozess. Erst wird das Elektron auf das dritttiefste Energieniveau eingefangen um dann von dort auf das zweittiefste Energieniveau zu fallen. Dabei wird rotes Licht mit einer Wellenlänge von 656 nm ausgesendet, die berühmte Balmer H-alpha Linie. Aufgrund dieses Effekts, wird der Orionnebel auch als Emissionsnebel bezeichnet.

Astronomische BedeutungBearbeiten

Die Trapezsterne haben sich vor etwa 1 bis 2.5 Millionen Jahren[2] direkt aus dem Material des ca. 24 Lichtjahre durchmessenden Orionnebels gebildet und regen ihn heute durch Ionisation zum Leuchten an. Sie treiben die Gas- und Staubwolke durch ihren Sternwind auseinander und lassen eine sphäroide Aushöhlung entstehen, deren Inneres von der Ionisationsstrahlung erhellt wird und so den von der Erde aus deutlich sichtbaren Teil des Orionnebels bildet.

Die Sterne im Trapez haben Massen bis zu etwa 45 Sonnenmassen.[2] Der Trapeziumhaufen ist eine jüngere Untergruppe des ca. 20 Lichtjahre durchmessenden Orionnebel-Haufens[3] (Orion Nebula Cluster, ONC), der aus etwa 3500 Sternen besteht, die sich in einem Abstand von weniger als 10 Lichtjahren Radius um die Trapezsterne befinden.[4]

Die vier hellen Komponenten haben folgende Bezeichner:

Bayer WDS Komp. WDS Subkomp. CCDM Komp. HD Rektaszension (Grad) Deklination Spektralklasse Visuelle Helligkeit Anzahl Subkomponenten
θ1 Ori A A Aa, Ab B 37020 83,815938 −5,387315 B0V 6,7 mind. 2
θ1 Ori B B Ba, Bb, Bc, Bd, Be D 37021 83,817133 −5,385247 B1V 8,0 mind. 6[5][6]
θ1 Ori C C Ca, Cb A 37022 83,818599 −5,389680 O7Vp 5,1 2
θ1 Ori D D Da, Db, Dc C 37023 83,821635 −5,387657 B1.5V 6,7 3[7]

θ1 Ori B ist ein hierarchisches Mehrfachsystem, in dem mindestens sechs Sterne wie folgt einander umkreisen: Ein enges bedeckungsveränderliches Paar B1 und B5 wird von B6 in einem Abstand von etwa 5 AE umkreist. In einem projizierten Abstand von etwa 400 AE befinden sich die Komponente B4 sowie ein weiteres enges Paar B2 und B3. Schema: { {B1 B5} B6 } B4 {B2 B3}. Die sechste Komponente wurde erst 2018 entdeckt und steht daher nicht im WDS-Katalog.

EntdeckungsgeschichteBearbeiten

Im Jahre 1610 richtete der französische Astronom Nicolas Claude Fabri de Peiresc sein Fernrohr auf diese Region.[8][9] Er gilt heute als Entdecker der diffusen Erscheinung des Orionnebels.[10]

Dagegen gilt Galileo Galilei als Entdecker von drei der vier Trapezsterne im Inneren des Orionnebels (M42). Seine Beobachtungen schrieb er in seinem Notizbuch nieder. Von den vier Trapezsternen sah er die drei helleren Komponenten A, C und D. Er vermerkte, dass die Komponenten A und D etwa gleich hell sind und zu der Komponente C den gleichen Abstand haben. Ferner liegen die Komponenten A und D so dicht an C, dass sie diese praktisch berühren. Damit war Theta 1 Orionis der erste Stern, der mit einem Teleskop in mehrere Komponenten aufgelöst wurde. Eine Skizze aus Galileis Arbeit findet sich in Christopher Graneys Publikation On the Accuracy of Galileo's Observations.[11]

Im Jahre 1656 beobachtete der niederländische Astronom Christiaan Huygens den Orionnebel. Aufgrund seiner Zeichnung galt Christiaan Huygens bis ins 19. Jahrhundert als der Entdecker des Orionnebels und des Trapezes. Allerdings sah er – wie bereits Galileo Galilei zuvor – von den eigentlichen Trapezsternen zunächst nur drei. 1673 entdeckte Jean Picard einen vierten Stern im Inneren. Auch Christiaan Huygens bemerkte diesen Stern im Jahre 1684 und nannte später diese Vierergruppe „Trapezium“.

IdentifizierungBearbeiten

Das Trapez ist leicht an seiner namensgebenden charakteristischen Form – gebildet von vier relativ hellen Sternen – erkennbar. Diese werden in der Regel als A, B, C und D in der Reihenfolge zunehmender Rektaszension identifiziert. Der hellste der vier Sterne ist C oder Theta1 Orionis C, mit einer scheinbaren Helligkeit von 5,13. Sowohl A und B wurden als Bedeckungsveränderliche identifiziert.

Infrarot-Aufnahmen des Trapezhaufens sind in der Lage die umgebenden Staubwolken zu durchdringen. Dadurch werden weitere Sterne sichtbar. Viele der Sterne im Trapezhaufen besitzen sogenannte Protoplanetare Scheiben aus Gas und Staub.

WeblinksBearbeiten

  Commons: Trapez (Astronomie) – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Die SIMBAD-Datenbank kennt acht Komponenten
  2. a b Simón-Díaz, S. et al. (2006), Detailed spectroscopic analysis of the Trapezium cluster stars inside the Orion nebula
  3. Da Rio et al. (2014), The Structure, Dynamics, and Star Formation Rate of the Orion Nebula Cluster
  4. Lynne A. Hillenbrand (1997), On the stellar population and star-forming history of the Orion Nebula Cluster
  5. GRAVITY Collaboration et al. (2018), Multiple Star Systems in the Orion Nebula
  6. vollständige Dokumentation zu Multiple Star Systems in the Orion Nebula
  7. WDS
  8. Harald Siebert (2010): Die Entdeckung des Orionnebels. Historische Aufzeichnungen aus dem Jahr 1610 neu gesichtet. In: Sterne und Weltraum. Nr. 11, S. 32–42.
  9. Harald Siebert (2009): Peirescs Nebel im Sternbild Orion—eine neue Textgrundlage für die Geschichte von M42. In: Annals of Science, 66:2, 231–246, doi:10.1080/00033790801968857
  10. Guillaume Bigourdan (1916): La de’couverte de la ne’buleuse d’Orion par Peiresc. In: Comptes rendus de l’Académie des Sciences. Band 162, S. 489–490
  11. C. Graney (2007): On the Accuracy of Galileo's Observations. In: Baltic Astronomy, Vol. 16, p. 443–449, bibcode:2007BaltA..16..443G
  12. GRAVITY entdeckt, dass einer der Sterne im Orion-Trapez ein Doppelstern ist. Abgerufen am 19. September 2016.